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用什么方法研究土壤的类型

发布时间:2023-06-11 13:02:54

⑴ 土壤样品的采取有哪些方法

(1)采样时间:一般认为,在果园果品采摘后至第一次施肥前采集土壤样品,即采样时间以秋季为佳。也有学者认为,在果树开花前的1~2个月均可采样。由于春季采样留给化学分析的时间有限,因此,建议最好在秋季采样。

(2)采样方法:应根据研究目的和果树树龄的不同确定果园土壤的采样方法。

对于定植前或刚栽植的幼树,土壤化验的主要目的是了解土壤肥力的基本性状,为果园土壤长期管理提供依据。由于这时土壤受果树生长和不均匀施肥的影响相对较小,因此,土壤肥力相对一致。这时采集土壤样品时,可以参照农田土壤采样方法进行。在田间按分对角线、棋盘式或蛇形等方法采集多点混合样。每个采样点的取土深度及采样量应均匀一致,土样上层与下层的比例要相同,取样工具应垂直于地面入土,深度相同。若选用小铁铲取土,应先挖成一与铲一样宽、与耕作层或取样要求深度相同深的土坑,将土坑一面铲成垂直面,然后从垂直一面铲取1~2厘米厚的土样。

将各点采集的土样充分混合。混合后的土壤样品往往太多,尚需采用“四分法”去掉多余的土样。具体方法为将混合的土壤摊成圆形,中间划十字分成四份,然后对角线去掉两份,若样品还多,将样品再混合均匀,再反复进行四分法,直至样品最终重量要求0.5~1千克左右为止。每个混合样的样点数量,应根据地形地貌、肥力均衡性和采样地块的大小而定。地形地貌较复杂要多采些,肥力差异较大的地块相应要比肥力均匀的田块要多一些,田块大的要比田块小的多。一般地块面积小于10亩,取5~10个点;10~40亩,取10~15个点;大于40亩取15个点以上。

对于成龄果树,土壤化验的主要目的是评价土壤养分供应状况,以指导果园施肥。因此,采样位置应考虑根系的分布范围和果树施肥的不均匀性。采样应遵循随机、多点、覆盖整个果园的原则。对土壤类型相对一致的果园,可采用X或S形方法,在测定果园选择不少于5~6个果树,在每个果树树冠投影边缘线30厘米左右的范围(因这一区域是吸收根分布相对集中的区域),分东、西、南、北四个方向采4个样;为真实地反映果园土壤的养分供应现状,建议采样点应避过当年和先一年的施肥沟。同一果园的不同样点充分混合,组成混合样,混合方法同上。采样可用土钻或铁锨,深度一般为0~20厘米或0~30厘米。同一果园,若土壤类型和果树树龄等差异较大,建议应分区采样。采样时应将果园土壤表层未分解的有机物、杂草等清除后,再开始采样。

考虑到果园多采用局部施肥方法,且一些果园行间可能套种农作物,施肥量会不同于果树,有学者建议,分区域分别采集混合土壤样品。

生产中常常发现,一些果树生长异常,若怀疑是土壤因素引起,可采集土壤样品。这时采集土壤时,应准确区别健壮树和异常树,分别选5~6株,采集根际及其下层土壤样品;各样点土壤不要混合,送专业实验室分别进行测定。

近年来,一些学者提出以2摩尔/升KCl提取的无机氮(包括铵态氮和硝态氮)作为果园土壤氮素营养诊断指标。这时采样的深度一般在0~60厘米或0~100厘米的范围内,按每20厘米一层采集土壤样品。

采集的样品放入统一的样品袋,用铅笔写好标签,内外各一张。标签内容包括编号、采样地点、采样深度、地块位置、农户、采样时间、采样人等。

在采样的同时,应进行果园生产及土壤施肥等相关内容的调查,以为正确地作出施肥决策提供参考。主要调查内容包括果园土壤类型、果园面积、建园时间、栽植密度、主栽品种、果树长势、果树产量,近年来的施肥状况(包括施肥种类、数量、时期等),是否有缺素等。

⑵ 土壤学研究的基本方法有哪些

土壤物理学主要研究土壤中固、液、气三相体系的物理现象及其变化规律。内容包括:土壤水分的保持和移动及其对植物的有效性,土壤空气的组成与交换,热的传导与转化,土壤固相的组成与排列,土壤的力学性质和电、磁性质等。

土壤化学主要研究土壤固、液相的化学组成、化学变化以及固液相之间的反应。内容包括土壤固体颗粒的表面化学性质及阳离子交换,土壤溶液及土壤的酸碱性、氧化还原性等。

土壤生物学主要研究栖居于土壤中的有机体(主要是微生物)的活动及其与土壤中物质转化和循环的关系。内容包括土壤中微生物的数量、组成及分布规律,碳、氮、磷、硫等元素的生物循环,生物固氮作用以及有机质的分解和腐殖质的形成及其对土壤肥力的影响等。

土壤肥力与植物营养学主要研究土壤供应矿质养分的能力及其影响因子与植物营养的关系。内容包括土壤肥力的实质及其指标,土壤养分的强度因素和容量因素土壤和植物的营养诊断,主要作物对土壤肥力的要求等。

土壤地理学主要研究土壤与自然地理环境的关系,内容包括土壤的形成、分类、分布及土壤调查、制图等。

土壤矿物学主要研究土壤矿物的结构、组成、性质和化学反应。内容包括粘土矿物和氧化物的数量、组成以及相互间的反应,土壤中各种元素的迁徙状况,粘粒与有机质之间的相互作用,矿物的形成与转变以及矿物鉴定等。

土壤管理学主要研究人工措施对土壤和作物生产的影响,内容包括耕作、施肥、灌溉、排水及其他改良、保护措施对土壤肥力、生产力和作物产量的影响。

土壤学经历了近代150余年的发展,已经形成了一套较为完整的研究方法,主要有:

野外调查法,即在野外(田间)通过对土壤形成因素和剖面形态的观察,并结合对周围自然地理环境和土壤利用情况的综合分析来掌握土壤的基本特征。这是研究土壤的形成、分类、分布、肥力特征以及进行土壤制图的最基本的传统方法之一。

实验室研究,即在实验室内借助各种仪器设备和温室设施等对土壤的物理、化学、物理化学和生物学性质等进行定量或定性的测定,或对土壤肥力水平进行生物学试验(水培、砂培或土培)和模拟试验等。

定位研究法,即在田间选定某一土壤或某一地区,对土壤的某种届性或过程进行长期、系统的观察测定,以研究其动态变化和发展趋势及其对土壤性质或肥力的影响。最常用的方法是田间生物试验法和排水采集器法。

⑶ 古土壤研究方法

古土壤的研究方法与沉积岩的研究方法比较类似,可以分为野外观察描述和室内分析化验及微观结构观察两方面。

5.2.4.1野外观察描述

在野外,古土壤有三个主要特征有别于其他岩石,这三个方面的特征是生物痕迹、土壤发生层和土壤结构(Retallack,1988,1990)。古土壤中发现的各种陆生生物痕迹中,化石植物根迹是辨别沉积岩石序列中化石土壤的最好标志。它们是沉积物中曾经有植物生长过的证据,不论还具有其他什么特征,它在一定程度上都是化石土壤。古土壤在形成和埋藏过程中,由于受氧化和压实,在沉积岩中很难看到形态完整的根迹,一般情况下,可通过以下三方面的特征来识别植物根迹,以区别于虫孔和其他土壤特征。

1)不规则管状形态,向下逐渐变细;

2)向下分叉或从中间向外分叉;

3)由于侧向根系周围的沉积物受压实而呈似风琴状。

土壤层是沉积层序中识别古土壤的附加特征。在多数情况下,土壤层在结构、颜色或矿物含量方面从被侵蚀的古陆地表面向母质层方向呈渐变变化。这种变化通常比紊流或河流点坝沉积形成的粒序层更复杂。在古土壤或土壤中,一般有几个土壤层,其中的一些土壤层相对于上覆或下伏层,富含粘土、碳酸盐或有机质。土壤层反映了成土母质在化学或结构上从上向下被改造程度逐渐减弱的成土过程。

土壤具有一些明显区别于其他沉积物的复杂构造,这些构造在沉积和成岩过程中是不会形成的。受压实作用的影响,在现今土壤剖面中观察到的典型土壤自然结构体(ped structure),在大多数古土壤中却无法保存。在土壤中,作为一般规律,土壤自然结构体的尺寸会随深度增加而增大,比如从细粒状变化为块状再到棱柱状。这种垂向变化的残余构造在一些古土壤中也能观察到,尤其是在被埋藏之前就已经岩化了的土壤中,如钙结层。伪背斜构造在许多古土壤中也可观察到,这种构造由多组平行线(面)——通常为滑擦面、破裂面(后期一般被方解石充填)——以较宽的、略倾斜的向斜和陡峭的、呈尖头形的背斜的形式构成。如果在古土壤中出现这种构造,则表明原始成土母质膨胀性粘土(如蒙脱石)含量较高,且多形成于排水不良的湿润环境中。因此,在现代土壤中出现这种构造,一般将其归为变性土。除此之外,还有柱状和棱柱状构造(垂向拉长构造)以及在钙结层里出现的结晶构造(早期裂缝晶体充填)、蜂窝状构造、豆粒、薄盖层等。另外,在古土壤中还可以见到新月形粘土构造,这种构造是由一些顶面向上弯曲、底面也向上弯曲或为平的低振幅、长波长的构造所组成,厚度可达几厘米,成分为粘土,与层面相平行。

5.2.4.2室内研究

室内研究主要包括矿物学、地球化学分析和土壤微形态特征观察三个方面。矿物学研究主要是粘土矿物含量及其组合特征的分析(Wright,1992);地球化学分析内容比较丰富,包括常量元素、微量元素、稀土元素、稳定同位素等的测定,这些化学元素的组成及含量纵向变化蕴涵着大量的古气候、古环境信息(赵景波,2001;高全洲等,2001)。在土壤演化过程中,当环境发生变化,土壤的一些特征诸如化学成分和矿物含量等,也将随之发生变化或早期形成的构造将被改造。然而,许多微形态学特征却保存较好,可以对早期土壤演化阶段进行有效的识别(郭正堂等,1996;McCarthy和Martini等,1998)。

(1)矿物学和地球化学特征

矿物学和地球化学特征是极其有用的判别标准,尤其是辨别“风化”等级。控制这些等级的基本因素是物质的分解率,通常情况下,上部土壤层分解率较大,随深度增加而减弱。在风化过程中,各种阳离子被释放。它们在剖面上的分布可以用来评价风化特性及程度,常用元素有Fe、Al、P、Mn、Na、K、Ca和Si,它们通常以氧化物和氢氧化物的形式存在。可以绘制这些阳离子或氧化物与深度的关系图,也可以用可动元素与不可动元素的比值。在淋洗作用较强的上部土壤剖面中可动元素与不可动元素的比值较低(Smith和Buol,1968)。

在时代较老的土壤中,由于缺乏明显的生物特征,这种化学风化差异性成为识别古土壤强有力的工具。这种现象在硅酸盐母质和碳酸盐母质中都可以见到。在这种情况下可以使用痕量元素(Mg、Sr、Na)和稳定同位素(δ8O和δ13C)来识别石灰岩序列的地表暴露面。Mg、Sr和Na是从不稳定的文石(富Sr)和高镁方解石中析出的,或者高镁方解石被低镁方解石所交代也能析出这些元素。在这些变化中,海洋沉积物中的18O被大气中较轻的160所取代,使得沉积物中的δ18O变轻。当大气水滤过上覆土壤,来自CO2和土壤酸的同位素较轻的有机碳也被吸收到交代方解石。因此新形成的碳酸盐具有较轻的δ13C,尽管这种趋势仅限于土壤剖面比较靠上的部位。

在风化过程中,硅酸盐被转变成各种各样的次级产物,尤其是粘土矿物(Nesbitt和Young,1989)。粘土矿物被广泛用来鉴别古土壤,尤其是经过高溶滤作用的粘土如高岭石。蒙脱石在古土壤解释中是很有用的矿物,但存在由埋藏深度和热作用导致伊利石化而具有成岩作用特征的问题。英国威尔士和欧洲大陆的石炭系和侏罗系古土壤的两项研究表明,伊-蒙混层粘土也具有潜在的用途。这些伊-蒙混层是由土壤的干-湿交替使得钾固定下来的成壤作用形成的,而不是埋藏伊利石化形成的(Robinson和Wright,1987)。这种伊-蒙混层粘土形成于发育较好的变性土中。

铁和锰的化合物也可以用来识别特定的土壤形态。成壤作用形成的矿物富集主要发育在铁质岩壳中。这些岩壳非常富集铁和铝的氧化物、氢氧化物(铁矾土和铁铝矾土)以及硅土、钙质碳酸盐(钙质结砾岩)或石膏。

(2)微形态学特征

微形态学(土壤岩石学)方法是识别古土壤强有力的手段,也就是地质学家过去常用的岩石薄片观察。该方法已经被成功地运用到钙质环境和非钙质环境古土壤的识别(W right和W ilson,1987)。

微形态学研究方法类似于沉积岩石学中的岩类学分析。通过观察土壤的微形态特征,可以建立类似于“成岩作用序列”的成壤作用序列(Kem p,1998)。如法国一些土壤的研究中利用颗粒包膜和孔隙充填特征来研究土壤的形成,这些研究发现颗粒包膜和孔隙充填特征存在三个生长阶段:第一个生长阶段是沿细粒粘土切线方向形态清楚的包壳,其次是“脏化”的粉质粘土,最后是分选较差、成分不纯含有碳和有机质的粘土。这三个阶段被认为是代表了无扰动林地环境中粘土的淀积作用(干净粘土)、林地消失和水体的流经(“脏化”粘土)以及耕作和土壤熟化(分选差、孔隙充填)(Macphail,1986)。另外,古土壤的微形态学研究还被应用于古环境、古气候变化分析(Scarciglia和Terribile等,2003;Yong Woo Lee和YongⅡLee等,2003)。

⑷ 用什么方法鉴别家乡的土壤

可以带一些家乡的土壤,然后去检测一下,检测机构可以检测出你家的土壤属于什么

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